气浮法设计计算一.气浮法分类及原理
二.气浮法设计参数
三.气浮法设计计算
四.不同温度下的K T值和736K T值
例:2×75m3 / h气浮池
气浮池设置在絮凝池侧旁,沉淀池上方。
气浮类型较多,有全部压力溶气气浮、分散空气气浮、电解凝聚气浮、内循环射流气浮等,这里选择适用于城镇给水处理的部分回流压力溶气气浮。
气浮适用于含藻类及有机杂质、水温较低、常年浊度低于100NTU的原水;它依靠微气泡粘附絮粒,实现絮粒强制性上浮,达到固、液分离,由于气泡的重度远小于水,浮力很大,促使絮粒迅速上浮,提高固、液分离速度。
气浮依靠无数微气泡去粘附絮粒,对絮粒的重度、大小要求不高,能减少絮凝时间,节约混凝剂量;带气絮粒与水的分离速度快,单位面积产水量高,池容及占地减少,造价降低;气泡捕足絮粒的机率很高,跑矾花现象很少,有利于后级滤池延长冲洗周期,节约水耗;排渣方便,浮渣含水率低,耗水量小;池深浅,构造简单,可随时开、停,而不影响出水水质,管理方便。
●结构尺寸:
取回流比R=20%,气浮池处理水量:Q3=(1+R)Q2=1.2×75=90m3/h
接触区底部上升段纵截面为矩形,上升流速10~20mm/s,取U J1=18mm/s=64.8m/h
接触区底部通水平面面积:F J1=90/64.8=1.389≈1.4m2
接触区宽与絮凝池相同,B=2m,接触区底部平面池长方向尺寸:L J1=1.4/2=0.7m
接触区上端扩散段纵截面为倒直角梯形,出口流速5~10mm/s,取U J2=7.5mm/s=27m/h
接触区上端扩散出口通水平面面积:F J2=90/27=3.333m2
接触区宽与絮凝池相同,B=2m,接触区上端扩散出口平面池长方向尺寸:L J2=3.333/2=1.6665≈1.7m
扩散段水平倾角α=35°,扩散段高:h K=(1.7-0.7)tan35°=0.7m
扩散段容积:V K=〔(1.7+0.7)/2〕×0.7×2=1.68m3
接触区停留时间需大于60s,取t J=90s=1.5min,接触区容积:V J=90×1.5/60=2.25m3
接触区底部上升段高:h D=(V J-V K)/F J1=(2.25-1.68)/1.4=0.4m
分离区清水下降流速1.5~2.5mm,取U3=2.5mm/s=9m/h
分离区平面面积:F F=Q3/U3=90/9=10m2
分离区平面池长方向尺寸:L F=10/2=5m(<沉淀池长5.5m)
气浮池长度方向尺寸:L=5.5m
取分离区液深h Y=1.5m,分离区容积:V F=5.5×2×1.5=16.5m3
分离区清水下降时间:t F=h Y/U3=1.5/9=0.167h=10min
取分离区安全超高h A=0.5m,气浮池高H F=1.5+0.5=2m
复核分离停留时间:t F′=V F /Q3=16.5/90=0.183h=11min,满足停留10~15min 的要求,并能满足清水到达池底所需时间。
●溶气泵:
溶气水量即回流水量,Q R=RQ3=0.2×75=15m3/h,溶气压力P≈0.45MPa
溶气泵选用不锈钢离心泵,数量3台,2用1备;型号:DFHW50-200/2/5.5,流量:8.8~12.5~16.3m3/h,扬程:51~50~48.5m,电机功率:5.5Kw,外形尺寸:长×宽×高=602×400×425mm
●空压机:
水中空气溶解量与温度和压力有关,水温20°C,压力0.1MPa(1bar)时空气在水中的饱和溶解度C K=0.0187L气/L水,溶气效率与溶气罐结构、气液传质填料、溶气压力和时间有关。
溶气罐进水压力(表压)P=0.4MPa=4bar≈4Kg/cm2;水温变化校正系数一般为 1.1~1.3,取校正系数m=1.2;安全和空压机效率系数一般为1.2~1.5,取效率系数k=1.5。
气浮所需压缩空气量:Q K2=mC K PQ R=1.2×0.0187×4.5×15=1.515m3/h
空压机额定排气量:Q P=kQ K/60=1.5×1.515/60=0.038m3/min
选用无油空气压缩机,数量3台,2用1备;型号:ZW0.05/7,排气量:0.05m3/min,排气压力:0.7MPa,电机功率:0.75Kw,外形尺寸:长×宽×高=825×368×651mm。
●溶气罐:
溶气罐采用具有高效溶气效率的喷淋填料式,数量2台,碳钢制作;溶气接触停留时间2~4min,取T R=2.5min,溶气罐容积:V R=Q R T R/60=15×2.5/60=0.625m3。